人教版选修3-1：2．2 库仑定律（共21张PPT）
文档属性
| 名称 | 人教版选修3-1：2．2 库仑定律（共21张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 703.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-03-24 21:30:39 | ||
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文档简介
(共21张PPT)
库 仑
定 律
知识目标
研究方法:
控制变量，理想化模型、、类比等思想方法。
①、了解库仑定律的建立过程和相关的物理学史。
②、知道点电荷的物理意义。
③、理解真空中的库仑定律以及适用条件。
④、知道静电力常量k的物理意义、数值和单位。
复习：
1、使物体带电的方法有哪些？物体带电的实质是什么？
2、什么是元电荷？什么是电荷量？
3、电荷守恒定律的内容是什么？
4、检验物体带电的方法有哪些？
提出问题
带电体之间的作用力大小能否定量计算呢？
F
决定电荷间的相互作用力因素
与带电体之间的距离有关：距离越大，作用力越小；
与带电体的电量有关：电量越大，作用力越大
猜 想
库仑的研究
控制变量法
带电体的电量越大，作用力越大；
带电体之间的距离越大，作用力越小；
联想
类比
实验方法
一、库仑实验
（1）装置——库仑扭秤
（2）作用力与距离的关系：
说明：作用力大小与旋钮的转动角度成正比
4：2：1
1：4：16
(F∝θ)
电量用等分法解决：
条件是完全相同的小球
结论：
（3）作用力与电量的关系：
二、库 仑 定 律
2、公式：
3、条件： 处于真空中、静止的点电荷
1、内容：在真空中两个静止的点电荷之间的作用力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们间的距离的二次方成反比。作用力的方向在它们的连线上。
电荷间这种相互作用力叫做静电力或库仑力。
库仑之所以能得到这个定律主要因为两点，第一他提出了点电荷的概念，两个电荷之间的库仑力是和电荷自身的大小有关的，并且关系比较复杂，如果能够忽略带电体自身的大小，问题就简单了，库仑提出的点电荷就是这样的一个理想模型，在什么情况下可以将带电体看成点电荷呢？和质点相似，当带电体之间的距离远远大于带电体自身的限度时就可以了。并且研究时将电荷放在了真空中，这样就排除了介质的干扰。第二库仑又有精巧的库仑扭称辅助做实验最后得出结论：真空中两个静止的点电荷之间的静电力大小与他们的电量成正比，与他们的距离平方成反比，并且比例系数叫做静电力常量，用k表示。
探究 库仑为什么能得出库仑定律
4、点电荷：
可见，点电荷也是一种理想模型。
5、k 叫静电力常量：
它的物理意义是什么？
当带电体的大小远小于它们之间的距离时,带电体的形状大小及电荷分布对它们之间的作用力的影响可忽略不计。这种情况下的带电体就可以看做一个带电的几何点，叫做点电荷。
【例1】在氢原子中，原子核只有1个质子,质量m=1.7×10—27kg，核外只有1个电子,质量m=9.0×10—31kg，它们之间的距离 r 约为它们本身半径的105 倍，故可以把它们看成点电荷。试估算氢原子核与电子之间的库仑力 F电 是它们之间的万有引力 F引 的多少倍？（已知e=1.6 ×10—19C，引力常量G=6.7×10—11Nm2/kg2）
解、根据库仑定律与万有引力定律得电子与质子间的静电引力和万有引力分别为
因此可得
说明：电子和质子间的万有引力比库仑力小得多，因而在研究微观粒子的相互作用力时，万有引力可忽略不计。
【例2】在真空中有两个相距 3 m的点电荷，所带的电荷量分别是 2×10-8 C 和-4×10-8 C 。相互作用力是引力还是斥力？每个电荷受到的静电力各是多大？
说明：
在应用库仑定律求电荷间的相互作用力时，电荷量的正负号不要代入公式进行计算，只用它们的绝对值进行计算，方向另外说明。
相互作用的两个点电荷，不论它们的电量是否相等，它们受到的库仑力总是大小相等，方向相反。
2、真空中两个点电荷Q1和Q2，距离为R，当Q1增大到2倍时，Q2减为原来的1/3，而距离增大到原来的3倍，电荷间的库仑力变为原来的：（ ）
A、4/9 B、4/27 C、8/27 D、2/27
巩固练习：
1、关于点电荷，下列说法正确的是：（ ）
A、它是实际存在的带有电荷的几何点；
B、体积很小的带电体一定可看作点电荷；
C、体积大的带电体，只要满足一定的条件也可以看
成点电荷
3、有三个相同的金属小球A、B、C，其中A、B两球带电情况相同，C球不带电．将A、B两球相隔一定距离固定起来，此时两球间的库仑力是F，若使C球先和A接触，再与B接触，移去C，则A、B间的库仑力变为（ ）
A．F/2 B．3F/8 C．F/4 D．F/10
4、两个固定点电荷A、B，A电荷带正电Q，B带负电-3Q，另取一个可以自由移动的点电荷C，欲使点电荷C处于平衡状态（ ）
A、C为正电荷，且方于B的右方
B、C为负电荷，且方于A左方
C、C为正电荷，且放于A、B之间
D、C为正电荷，且放于A的左方
答案：BD
5、两个可自由移动点电荷A、B，A电荷带正电Q，B带负电-3Q，另取一个可以自由移动的点电荷C，欲使点电荷A、B、C处于平衡状态（ ）
A、C为正电荷，且方于B的右方
B、C为负电荷，且方于A左方
C、C为正电荷，且放于A、B之间
D、C为正电荷，且放于A的左方
答案：B
结论：
1、两点电荷A、B固定，引入第三个点电荷C，使第三个点电荷处于平衡状态：
（1）若A、B带同种电荷，则C应放在A、B之间；且靠近带电量小的；对C的电量、电性无要求。
（2）若A、B带异种电荷，则C应放在A、B连线的延长线上；且靠近带电量小的；对C的电量、电性无要求。
2、两个可自由移动的点电荷A、B，引入第三个点电荷C，使三个点电荷处于平衡状态：
（1）若A、B带同种电荷，则C应放在A、B之间；且靠近带电量小的；C的电量利用库仑定律求出；C与A、B电性互异
（2）若A、B带异种电荷，则C应放在A、B连线的延长线上；且靠近带电量小的；C的电量利用库仑定律求出；C的电性与靠近的电荷电性相反。
课 堂 小 结
库仑定律的建立过程和相关的物理学史。
点电荷的物理意义。
真空中的库仑定律以及适用条件。
静电力常量k的物理意义、数值和单位。
控制变量，理想化模型、、类比等思想方法
库 仑
定 律
知识目标
研究方法:
控制变量，理想化模型、、类比等思想方法。
①、了解库仑定律的建立过程和相关的物理学史。
②、知道点电荷的物理意义。
③、理解真空中的库仑定律以及适用条件。
④、知道静电力常量k的物理意义、数值和单位。
复习：
1、使物体带电的方法有哪些？物体带电的实质是什么？
2、什么是元电荷？什么是电荷量？
3、电荷守恒定律的内容是什么？
4、检验物体带电的方法有哪些？
提出问题
带电体之间的作用力大小能否定量计算呢？
F
决定电荷间的相互作用力因素
与带电体之间的距离有关：距离越大，作用力越小；
与带电体的电量有关：电量越大，作用力越大
猜 想
库仑的研究
控制变量法
带电体的电量越大，作用力越大；
带电体之间的距离越大，作用力越小；
联想
类比
实验方法
一、库仑实验
（1）装置——库仑扭秤
（2）作用力与距离的关系：
说明：作用力大小与旋钮的转动角度成正比
4：2：1
1：4：16
(F∝θ)
电量用等分法解决：
条件是完全相同的小球
结论：
（3）作用力与电量的关系：
二、库 仑 定 律
2、公式：
3、条件： 处于真空中、静止的点电荷
1、内容：在真空中两个静止的点电荷之间的作用力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们间的距离的二次方成反比。作用力的方向在它们的连线上。
电荷间这种相互作用力叫做静电力或库仑力。
库仑之所以能得到这个定律主要因为两点，第一他提出了点电荷的概念，两个电荷之间的库仑力是和电荷自身的大小有关的，并且关系比较复杂，如果能够忽略带电体自身的大小，问题就简单了，库仑提出的点电荷就是这样的一个理想模型，在什么情况下可以将带电体看成点电荷呢？和质点相似，当带电体之间的距离远远大于带电体自身的限度时就可以了。并且研究时将电荷放在了真空中，这样就排除了介质的干扰。第二库仑又有精巧的库仑扭称辅助做实验最后得出结论：真空中两个静止的点电荷之间的静电力大小与他们的电量成正比，与他们的距离平方成反比，并且比例系数叫做静电力常量，用k表示。
探究 库仑为什么能得出库仑定律
4、点电荷：
可见，点电荷也是一种理想模型。
5、k 叫静电力常量：
它的物理意义是什么？
当带电体的大小远小于它们之间的距离时,带电体的形状大小及电荷分布对它们之间的作用力的影响可忽略不计。这种情况下的带电体就可以看做一个带电的几何点，叫做点电荷。
【例1】在氢原子中，原子核只有1个质子,质量m=1.7×10—27kg，核外只有1个电子,质量m=9.0×10—31kg，它们之间的距离 r 约为它们本身半径的105 倍，故可以把它们看成点电荷。试估算氢原子核与电子之间的库仑力 F电 是它们之间的万有引力 F引 的多少倍？（已知e=1.6 ×10—19C，引力常量G=6.7×10—11Nm2/kg2）
解、根据库仑定律与万有引力定律得电子与质子间的静电引力和万有引力分别为
因此可得
说明：电子和质子间的万有引力比库仑力小得多，因而在研究微观粒子的相互作用力时，万有引力可忽略不计。
【例2】在真空中有两个相距 3 m的点电荷，所带的电荷量分别是 2×10-8 C 和-4×10-8 C 。相互作用力是引力还是斥力？每个电荷受到的静电力各是多大？
说明：
在应用库仑定律求电荷间的相互作用力时，电荷量的正负号不要代入公式进行计算，只用它们的绝对值进行计算，方向另外说明。
相互作用的两个点电荷，不论它们的电量是否相等，它们受到的库仑力总是大小相等，方向相反。
2、真空中两个点电荷Q1和Q2，距离为R，当Q1增大到2倍时，Q2减为原来的1/3，而距离增大到原来的3倍，电荷间的库仑力变为原来的：（ ）
A、4/9 B、4/27 C、8/27 D、2/27
巩固练习：
1、关于点电荷，下列说法正确的是：（ ）
A、它是实际存在的带有电荷的几何点；
B、体积很小的带电体一定可看作点电荷；
C、体积大的带电体，只要满足一定的条件也可以看
成点电荷
3、有三个相同的金属小球A、B、C，其中A、B两球带电情况相同，C球不带电．将A、B两球相隔一定距离固定起来，此时两球间的库仑力是F，若使C球先和A接触，再与B接触，移去C，则A、B间的库仑力变为（ ）
A．F/2 B．3F/8 C．F/4 D．F/10
4、两个固定点电荷A、B，A电荷带正电Q，B带负电-3Q，另取一个可以自由移动的点电荷C，欲使点电荷C处于平衡状态（ ）
A、C为正电荷，且方于B的右方
B、C为负电荷，且方于A左方
C、C为正电荷，且放于A、B之间
D、C为正电荷，且放于A的左方
答案：BD
5、两个可自由移动点电荷A、B，A电荷带正电Q，B带负电-3Q，另取一个可以自由移动的点电荷C，欲使点电荷A、B、C处于平衡状态（ ）
A、C为正电荷，且方于B的右方
B、C为负电荷，且方于A左方
C、C为正电荷，且放于A、B之间
D、C为正电荷，且放于A的左方
答案：B
结论：
1、两点电荷A、B固定，引入第三个点电荷C，使第三个点电荷处于平衡状态：
（1）若A、B带同种电荷，则C应放在A、B之间；且靠近带电量小的；对C的电量、电性无要求。
（2）若A、B带异种电荷，则C应放在A、B连线的延长线上；且靠近带电量小的；对C的电量、电性无要求。
2、两个可自由移动的点电荷A、B，引入第三个点电荷C，使三个点电荷处于平衡状态：
（1）若A、B带同种电荷，则C应放在A、B之间；且靠近带电量小的；C的电量利用库仑定律求出；C与A、B电性互异
（2）若A、B带异种电荷，则C应放在A、B连线的延长线上；且靠近带电量小的；C的电量利用库仑定律求出；C的电性与靠近的电荷电性相反。
课 堂 小 结
库仑定律的建立过程和相关的物理学史。
点电荷的物理意义。
真空中的库仑定律以及适用条件。
静电力常量k的物理意义、数值和单位。
控制变量，理想化模型、、类比等思想方法